Piattaforma di Informatica Molecolare
Descrizione
Il gruppo di Informatica Molecolare si occupa principalmente dell’identificazione e dell’ottimizzazione di molecole biologicamente attive attraverso l’utilizzo di tecniche in silico. Gli approcci utilizzati spaziano dalle classiche tecniche di modellistica molecolare per lo screening virtuale alla combinazione di moderni strumenti chemioinformatici sviluppati internamente. Nel corso degli anni il team ha sviluppato diverse esperienze nel campo della chimica farmaceutica e della chimica computazionale. L’esperienza acquisita dai membri del team viene sfruttata sinergicamente per la creazione di librerie molecolari, creando e validando modelli teorici affidabili da utilizzare per il successivo screening virtuale dei ligandi (VLS). I risultati dei modelli generati e ottimizzati vengono ulteriormente validati sperimentalmente attraverso test biologici o biofisici. Il gruppo di informatica molecolare è coinvolto anche nell’esplorazione e nell’arricchimento dello spazio chimico per creare le librerie molecolari più adatte da utilizzare per campagne di screening biologico. Negli ultimi anni, la collaborazione con diversi gruppi accademici delle università di Palermo e Vienna ha permesso lo sviluppo di approcci basati sull’uso del deep learning per la previsione dell’attività di piccole molecole. Inoltre, nell’ultimo anno, il gruppo ha messo a punto la piattaforma in silico Biologics che verrà utilizzata per la progettazione e l’ottimizzazione di farmaci biologici.
Competenze
- Virtual screening structure-based (Docking e Approccio farmacoforico);
- Virtual screening ligand-based (farmacoforo, modelli basati su descrittori molecolari, QSAR e 3D QSAR);
- Dinamica molecolare;
- Farmacoforo dinamico (tecnica ibrida basata sull’utilizzo di farmacofori generati sulle traiettorie di dinamica molecolare);
- Creazione e gestione di Database molecolari;
- Data mining applicato a problematiche legate alla chimica medicinale;
- Neural Network in Drug Design.
Dotazione tecnologica
Software
-
- Schrödinger suite for small molecule drug discovery
- Schrödinger suite for biologics drug discovery
- LigandScout expert suite
- Autodock and Autodock Vina
- AlvaDesc/AlvaModel
- DESMOND (OPLS2005 and OPLS3e, OPLS4)
- AMBER
- NAMD
- VMD
- GROMACS
- KNIME
Piattaforma integrata in silico
Il gruppo ha realizzato la piattaforma integrata per lo studio dei network molecolari (OBIND) in collaborazione con il gruppo di bioinformatica.
Contatti:
uperricone@fondazionerimed.com
Collaborazioni:
- University of Vienna (Pharmaceutical Chemistry Dep.), Austria
- Universitè de Paris Cité, France
- Università di Napoli Federico II, Italy
- Univeristà degli Studi di Verona, Italy
- Consiglio Nazionale delle Ricerche IFT-CNR, Palermo, Italy
- Univeristà degli Studi di Palermo, Italy
Hardware
Hardware
- 6 Workstations
- Server: 80 cores e 2 x NVIDIA Tesla K80
- Server: 96 cores e 2 x NVIDIA A100
Capacità di calcolo:
- Library optimisation → ~ 6,000 molecole/min
- Virtual Screening HTVS → ~ 5,000 molecole /min
- Virtual Screening SP → ~ 1,500 molecole /min
- Molecular Dynamics → ~ 200 ns/giorno/scheda (su un sistema medio di 40,000 atomi)
Pubblicazioni
